水利水電工程基礎處理施工技術研究

林俊

摘要：水利水電工程的用料多，涉及范圍較廣，施工質量容易受到地質、水文、天氣等各類因素的影響，為保證工程設施基礎的穩定性，提升施工質量，必須做好基礎處理施工工作，針對不同的地質條件、不同的施工環境和不同的技術質量要求，采取合理、合規的正確處理措施，保證水利工程基礎處理達到預期的效果。本文主要分析了現代水利水電工程基礎處理施工的基本內容，并指出了合理運用基礎處理施工技術的現實意義，總結了基礎處理施工技術的正確應用策略。

關鍵詞：施工技術;施工質量;基礎處理;建設規則

多數水利水電工程的建造位置較為特殊，外部地理環境惡劣，施工周期較長，容易因土層塌陷、巖層滲漏而遭遇地基垮塌等問題，為保證施工質量，必須基于實際情況制定具備可行性的隱蔽工程施工計劃，基于國際先進施工指標，合理利用施工技術設備，就各類問題制定合理的解決措施，做好防滲漏、防沉降工作。

一、水利水電工程中基礎處理施工的主要內容

步入新時代以來，水利事業獲得快速發展，各地開始興建大型水利水電工程，合理利用自然資源，滿足周邊農業生產基地的用水、用電需求與城市供水、用電需求，現代水利水電工程可為國民提供優質公共服務，是現代基礎設施建設活動的重要組成部分。水利水電設施的可用性、安全性影響了周邊居民區的安全，為避免意外事故的發生，滿足施工質量要求，必須合理運用基礎處理施工技術，克服惡劣地質環境對工程設施產生的負面影響，正確運用有著不同性質的物理材料。部分興建于偏遠地區的水利水電工程整體規模較大，影響范圍較廣，建設單位必須在施工過程中投入大量資金與人力資源，施工周期較長，建造區域的地形、地貌較為復雜，周邊水體流速較快，對施工工藝與環境適應能力提出了較高要求，一旦出現設施基礎不穩、土層塌陷等問題，則會影響水利水電工程的正常使用，導致水利水電設施停止運作，縮短工程的使用壽命。承建單位應當提升對基礎處理工作的重視程度，在施工現場使用專業技術器材打好地基，在土層或巖層內部注入防水性能較好的填充物，填補地基中存在的間隙與孔洞，消除潛在的安全風險，提升水利水電工程的安全性，預防可能發生的地面沉降、地基下陷等問題[1]。在施工前，承建單位必須組織專業隊伍，在施工現場附近的山地、丘陵地帶進行系統性的勘察，記錄水文、地質數據，修改現有的施工計劃，選擇使用成本較低、引進難度小的先進施工技術。

二、水利水電工程中運用基礎施工技術的現實意義

通過合理運用基礎施工技術，可提升水利水電工程的建造質量，克服自然環境條件的影響，達到計劃中的工程建造目標，降低施工的工程量，提升技術應用效率，避免發生復工、返工等不良現象。承建單位可做好現場勘查工作，制定較為合理的建造計劃，縮小施工范圍，例如工程設計人員可根據環境勘測數據，調整地基成樁深度，使用抗水性能更佳的隔水材料，消除透水性較好的土質環境給施工帶來的負面影響，為工程基礎設施選擇較為合理的施工環境。施工人員可合理安排工期，把握施工工藝的應用路徑，預測未來某一階段天氣環境對施工活動造成的影響，提前做好準備，及時采用預防措施，發現如地基下沉、土層軟化、地表滲水等問題，合理運用開挖置換技術、碾壓混凝土技術、導流技術等先進施工技術，在縮短施工時間的同時，做好隱蔽工程建設與驗收工作，在水利水電設施的內部主動添加預應力，通過調整錨固深度改變地基的受力狀態，解決施工中常見的地基滲透、混凝土樁不穩定等問題[2]。隨著現代工程技術的不斷發展，水利水電工程的規模逐步增加，各類施工質量問題與安全事故層出不窮，為提升施工質量，合理利用有限的工程資源，必須做好基礎處理工作，降低施工難度，延長水利水電工程的使用壽命，降低后期基礎設施與內部固件的維修頻率。

三、影響水利水電工程基礎施工的客觀因素分析

（一）基礎穩定性不足

為保證水利水電工程主體結構的完整性與穩固性，應當做好基礎施工工作，搭建高強度的混凝土框架與隔水地基。水利水電工程的地基是否穩固取決于外部環境因素，部分水利水電工程的基地穩固性較差，整體框架的抗滑性不足，容易在雨水沖刷和應力影響下發生形變，地基因此產生裂縫，工程基礎逐步下陷，導致建造質量下降[3]。由于選址地點的土層較軟，負荷能力達不到工程要求，無法承載上部建筑物所施加的壓力，土層結構強度分布不均，其中存在著相對較為薄弱的透水巖層，在工程基礎設施施加的壓力下產生了沉降，導致地基下陷，水利水電工程的整體框架受到破壞，地基之上的建筑物因基礎不穩、土層下陷而發生破壞變形。

（二）地基滲漏

新世紀以來，在軟土地基上修建水利水電工程的情況不斷增加，由于設計經驗缺乏、技術不成熟，設計人員未能就具體情況進行深入分析，使得水利水電工程建造計劃不符合客觀環境條件，在降水量較大的雨季，水利水電設施的外部結構因積水過多、表層開裂而發生滲漏，導致水利水電工程的結構穩定性受到影響，內部鋼筋混凝土框架發生變形。軟土地基的穩定性較差，容易受到地表徑流的影響而在底部土層中產生大量孔洞，地基因此發生沉降和位移，進而導致滲漏范圍的逐步擴大，混凝土材料被流入裂縫中的雨水所腐蝕，產生水解效應，混凝土逐步碳化，水利水電設施的結構強度有所下降。部分位于石壁、陡坡附近的工程設施內部框架之間的銜接部位縫隙尺寸較大，假設未采用合理方法解決此類問題，則會導致工程基礎很容易發生滲漏問題，最終造成工程基礎受損影響工程的使用功能和安全。

四、基礎處理施工技術的基本類型與應用方式

（一）開挖置換技術

水利水電工程基礎處理施工中可以合理運用開挖置換技術，控制施工活動的資源消耗量，簡化施工操作方式與處理流程，縮短施工時間，當水利水電工程的施工量不大、軟土層埋深較淺時，施工人員可使用大型機械設備將其挖除，并回填具備較強防滲性能的混凝土材料，當施工活動的總工程量較大、軟弱夾層埋藏較深時，應當基于土層應力要求，使用挖掘機或鉆井機挖至一定深度，在適當位置回填混凝土，對其進行固結灌漿處理，施工人員還可在墊層中添加碎石、卵石、灰土等材料，并使用機械方法對置換層進行振搗處理，使之達到計劃中的密實度，形成較為穩固的人工地基。開挖置換技術具備獨特的應用價值，可進一步改善整體工作環境，達到限制被加固巖土體有害變形的發展，保護圍巖、邊坡、建筑結構體等的穩定的基本目標。施工人員必須把握開挖置換技術的應用要點，在施工現場合理選擇，分析開挖置換技術對后續水利水電工程建設起到的影響，在運用開挖置換技術進行施工之前，必須對施工現場進行勘察，了解建造方案中的相關內容，確定開挖的順序和坡度，分層處理，先挖開處于上層的硬土層，邊挖邊置換整個基礎范圍內的底層軟土層。

（二）樁基礎技術

為提升工程整體的強度，保證水利水電工程的穩定性，水利水電工程基礎處理施工中可選擇使用樁基礎技術，按照行業規范與技術應用標準進行施工。樁基礎可將建筑物的荷載傳遞到深部地基，起增大承載力，減小或調整沉降等作用。樁的直徑、長度和設置方法以及樁的工作方式，可以根據不同地層情況與設計要求進行變化。當地基采用淺基礎不能滿足建筑物對地基強度、變形和穩定性的要求時，往往就需要采用樁基礎技術進行處理。樁基礎的作用是將承臺以上的結構物傳來的外力，通過承臺，由樁傳到較深的地基持力層中去。為滿足各類建筑物的要求，適應地基的特點，隨著科學技術的發展，在水利水電工程施工實踐中，形成各種類型的樁基礎，如混凝土預制打入樁、灌注樁、旋噴樁、深層攪拌樁等等，并具有各自的特點，不同的樁可以應用在不同的施工環境中。

以下就以打入樁為例，來談談水利水電工程樁基礎施工的應用控制要點。打樁時必須保證樁體和水平線的垂直度滿足設計及規范要求，以確保樁體投放的準確度，保證混凝土樁在施打過程中不受損傷。在施工過程中針對水分含量較多的飽和土體，必須通過控制打樁順序、適當加快打樁速度來減小負面影響。打樁順序是否合理能夠影響打樁的實際速度、樁體穩定性、周邊環境。當樁體之間的中心距小于6倍樁徑時，必須調整打樁順序，打樁的具體順序可在一定程度上影響擠土方向，一般而言，打樁方向和擠土方向保持完全一致，施工人員可根據混凝土樁體的密集程度，靈活選用多個打樁順序，如由固定一側向某個方向開展或自中間向兩側方向對稱開展，還有自中間向四面開展等。在實際工程中，樁基礎的施工應根據建筑場地的土層情況、樁的布置、樁長，及便于施工等因素來綜合考慮，來決定其施工的先后順序，使地基土體盡量均勻擠密。并針對樁體斷裂、移位等問題進行全面優化。

（三）軟土處理技術

為做好基礎處理工作，可在水利水電工程建造過程中，基于地基下方土層的基本性質，使用施工技術對其進行加固處理，運用常見的大型機械工具，對地基下方的軟弱土、不良土進行夯實、碾壓處理，強化土層中土壤的密度與結構強度，并在土層的空洞中回填各類隔水材料，如石英砂、碎石、粉煤灰等，盡可能地控制土層的沉降量。一般而言，施工人員可使用振搗機進行施工作業，快速完成回填土方工程，其土層處理深度約為4到6米之間。可采用強夯法處理土層，利用機械夯土設備進行作業，強化地基的承載力與結構強度，消除軟土地基所具備的滲水性，提高地基土的強度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的透水性、黏性等基本特質。同時，夯擊能還可提高地基下方土層的均勻性，減少將來可能出現的差異沉降。在施工場地要根據現場情況進行灑水，控制施工過程中塵土的飛濺范圍。在強夯施工過程中要定期對附近易受震變形的建筑物及較近邊坡、陡坎的穩定性進行分階段的核查。

（四）灌漿技術

灌漿技術是據規定的比例調配漿液，并將其在一定壓力下注入水利工程基巖的裂縫、孔洞中，從而提高水利水電工程基礎的牢固性和水密性，改善其結構強度的現代化工程技術。施工人員應當合理利用高壓灌漿、旋轉噴射灌漿、降壓灌漿等經過實踐驗證有效的灌漿技術，根據施工要求調整壓力強度與漿液噴射速度，讓漿液沖破地基表層的土層進入巖層底部，填補內部結構中的空洞。必須調整漿液中水泥材料和土質材料的比率，強化漿液凝固后的固化效果，全面提升灌漿質量水平，把握水利水電工程內部的結構缺陷，對水利水電工程設施進行防滲處理，制定并執行較為完善的灌漿施工方案，提升施工質量，在地基巖層周邊鉆孔并開展打漿工作，加固地層，改善水利水電工程的地基條件。

施工人員必須合理選擇具體的灌漿點，基于地理環境的差異，靈活調整漿體噴射方式，可選擇使用定向噴射、旋轉噴射等灌漿方式，把握影響灌漿質量的各類環境因素，如壓力值、管道漿液流量與流速等，保證灌漿操作的正常實施，修復水利工程的內部結構。可適當地提升泥漿的比率，發揮灌漿技術的固有優勢，即成本較低、技術應用難度小等優點，提升灌漿的工藝效率，針對灌漿量較大的斷層、破碎帶、強透水層灌漿段，施工人員應當采取定量灌漿、間歇復灌等方法，并在漿液中添加速凝劑，有效控制注入孔洞中的漿液的流散范圍。漿液的濃度應基于從低濃度到高濃度逐步轉變的原則，基于實際情況逐級調整，每級濃度漿液的總灌入量應保持在200升以上，漿液的灌注時間應長于2小時。 由于在灌漿過程中一定會產生殘馀污泥，施工人員應在灌漿工作初步結束后，清理現場遺留的污泥，以避免因殘留污泥、漿液未能及時清理，造成環境污染問題。

結術語

水利水電工程是新時代基礎性的國土建設工程之一，能夠起到促進國民經濟發展、改善區域生態環境的作用，為提升工程質量，延長其使用壽命，必須采取合理措施，提升水利水電工程施工質量，做好基礎處理施工工作，強化地基的穩定性，消除可能存在的地基滲漏問題，積極尊重基礎設施建設規則，保證我國現代水利水電工程建設事業的發展。承建單位必須提前做好技術準備工作，消除可能影響正常施工的負面因素，發揮開挖置換技術、樁基礎技術等施工技術的固有優勢。

參考文獻：

[1]張世欣.水利水電基礎工程施工中不良地基的處理技術[J].中華建設，2021（02）：128-129.

[2]蘇李剛.高噴灌漿技術在水利工程基礎防滲處理中的應用[J].工程建設與設計，2020（11）：94-95+98.

[3]伍求凌.水利水電建筑工程中的基礎灌漿施工技術[J].中國高新科技，2019（22）：18-20.